UVC LED El chip como una especie de alta eficiencia, Fuente de luz ultravioleta respetuosa con el medio ambiente, En esterilización y desinfección, Purificación de agua, El tratamiento médico y otros campos tienen amplias perspectivas de aplicación. Sin embargo, El problema de la atenuación de la eficiencia luminosa siempre ha sido un cuello de botella clave que restringe su desarrollo y aplicación. Comprensión profunda UVC LED El mecanismo físico de la atenuación de la eficiencia luminosa del chip, Para mejorar su rendimiento, Es de gran importancia prolongar la vida útil.
Atenuación de la eficiencia luminosa causada por cambios en las características del material
UVC LED El material central del chip es un semiconductor de banda ancha, Como el nitruro de aluminio y galio (AlGaN) . Los cambios en las características del propio material son una de las razones importantes de la atenuación de la eficiencia luminosa.
Durante el trabajo a largo plazo, AlGaN Los materiales evolucionan en defectos. Es inevitable que se produzcan vacantes durante el crecimiento del cristal, Defectos primarios como dislocaciones, Y bajo la acción de la inyección de corriente y el aumento de la temperatura, Estos defectos migran, Aglomeración y proliferación. El Movimiento de las plazas vacías puede formar un nuevo centro compuesto, La proliferación de dislocaciones conduce a un aumento de la probabilidad de recombinación no radiativa de los transportistas, Reducir el número de transportistas que originalmente se utilizaban para emitir luz, Reduciendo así la eficiencia luminosa.
Además, La falta de uniformidad de la composición del material también agravará la atenuación de la eficiencia luminosa. AlGaN Aluminio en el material (Al) La distribución desigual de los componentes puede causar fluctuaciones en el ancho de la banda PROHIBIDA, Formar una trampa o barrera potencial local. Los transportistas son capturados por estos campos potenciales locales durante la transmisión, Aumenta la posibilidad de compuestos no radiantes, A su vez, conduce a una disminución de la eficiencia luminosa. Y, La composición desigual también afectará las propiedades ópticas del material, Hacer que la longitud de onda luminosa se desvíe, Reducir aún más la eficiencia luminosa del dispositivo.
Interfaz de Heterounión y degradación de la estructura de pozo cuántico
UVC LED Los chips suelen adoptar una estructura de pozo cuántico múltiple, Los pozos cuánticos son áreas clave para lograr una luminiscencia eficiente, La masa de la interfaz de Heterounión tiene un impacto importante en el rendimiento de los pozos cuánticos.
El desajuste de la celosía en la superficie de unión heterogénea genera tensión, Durante el trabajo a largo plazo, La liberación del estrés puede causar defectos en la interfaz. Estos defectos de interfaz se convertirán en el Centro compuesto de los transportistas, Hacer que los transportistas se compensen sin radiación antes de llegar al pozo cuántico, Reduce la eficiencia luminosa de los pozos cuánticos. Al mismo tiempo, Los defectos de la interfaz también pueden afectar la transmisión de transportistas entre heterounión, Aumenta la resistencia a la transmisión de los transportistas, Agravar aún más la atenuación de la eficiencia luminosa.
La degradación de la estructura de los pozos cuánticos también es un factor importante que conduce a la atenuación de la eficiencia luminosa. Bajo la acción de la corriente y la temperatura, El ancho y la profundidad de los pozos cuánticos cambiarán. El aumento del ancho del pozo cuántico hará que la restricción de los transportistas se debilite, Hacer que más transportistas se propaguen al exterior del pozo cuántico para la recombinación no radiativa; La reducción de la profundidad del pozo cuántico reducirá la probabilidad de recombinación de radiación del portador, Lo que resulta en una disminución de la eficiencia luminosa.
Degradación del contacto entre el electrodo y el Ohm
Los electrodos son UVC LED Componentes clave para la inyección de corriente en el chip, La degradación de su rendimiento afectará directamente la eficiencia luminosa del chip.
Durante el trabajo a largo plazo, El material del electrodo se oxida, Migración y proliferación. La oxidación del electrodo hace que su resistencia aumente, Aumenta la dificultad de la inyección de corriente, Reducir la corriente de trabajo del chip, Reduciendo así la Potencia de salida óptica. La migración y difusión del material del electrodo también puede causar cambios en la forma del electrodo, Destruir el contacto entre el electrodo y el material semiconductor, Afecta aún más la inyección uniforme de la corriente eléctrica.
La degradación del contacto ohmico también es una razón importante para la atenuación de la eficiencia luminosa. El contacto ohmico es la clave para lograr un contacto de baja resistencia entre electrodos y materiales semiconductores, Su calidad afecta directamente la eficiencia de inyección de la corriente eléctrica. Durante el trabajo a largo plazo, Envejecimiento térmico y cambios químicos en la zona de contacto ohmico, Provoca un aumento de la resistencia al contacto. El aumento de la resistencia al contacto hace que la corriente produzca más calor Jiao durante la inyección, No solo reducirá la eficiencia luminosa del chip, También puede causar un aumento de la temperatura del chip, Acelerar la degradación de otros componentes.
Impacto de factores ambientales externos
UVC LED El entorno de trabajo del chip también tiene un impacto importante en su atenuación de la luz.
La temperatura es el impacto UVC LED Uno de los factores clave en el rendimiento del chip. El chip produce una gran cantidad de calor cuando funciona, Si la disipación de calor es mala, Puede causar un aumento de la temperatura del chip. Las altas temperaturas agravan la evolución de los defectos en los materiales, Degradación de la estructura del pozo cuántico y velocidad de degradación del contacto entre el electrodo y el Ohm. Al mismo tiempo, Las altas temperaturas también aumentarán la probabilidad de recombinación no radiante de los transportistas, Reducir la eficiencia luminosa.
La humedad y los gases corrosivos también pueden afectar UVC LED El rendimiento del chip tiene un impacto negativo. Ambientes con alta humedad pueden causar oxidación y corrosión en la superficie del chip, Destruir la estructura superficial del chip, Afecta la eficiencia de extracción de la luz. Los gases corrosivos, por su parte, reaccionan químicamente con el material del chip, Causa degradación de las propiedades del material, A su vez, afecta la eficiencia luminosa del chip.
En resumen, lo anterior, UVC LED La atenuación de la eficiencia luminosa del chip es un proceso físico complejo, Implica cambios en las características del material, Interfaz de Heterounión y degradación de la estructura de pozo cuántico, La degradación del contacto entre el electrodo y el Ohm y los factores ambientales externos son muchos aspectos. Estudiar en profundidad estos mecanismos físicos, Para el desarrollo de alto rendimiento, Longevo UVC LED El chip tiene una gran importancia orientadora. El futuro, Al optimizar el proceso de crecimiento del material, Medidas como mejorar el diseño de la estructura del dispositivo y mejorar el rendimiento de encapsulamiento y disipación de calor, Se espera que la inhibición efectiva UVC LED Atenuación de la luz del chip, Promover su amplia aplicación en más campos.